Pengujian Tarik

MENGENAL PENGUJIAN TARIK
(Oleh Okasatria Novyanto)

Dalam dunia Engineering, seringkali kita dihadapkan pada istilah-istilah teknik seperti : tegangan tarik, tegangan geser, tegangan yang dizinkan, Tegangan, Regangan, Modulus elastisitas, dll. Mungkin bagi para ahli teknik (Engineer), istilah-istilah tersebut sudah menjadi hal yang biasa dan mereka paham akan maksud dari indeks yang ditunjukan dari tegangan geser, tegangan tarik, dll.
Nah, yang menjadi masalah adalah istilah-istilah tersebut seringkali masih terasa asing bagi mahasiswa teknik yang baru memasuki tahun-tahun awal perkuliahan atau bahkan mungkin mahasiswa yang sudah cukup lama mengikuti perkuliahan-pun belum sepenuhnya paham akan istilah-istilah tersebut. Pada pembahasan berikut ini, saya akan mencoba untuk berbagi pengetahuan khususnya tentang pengujian tarik. Tujuan pengujian mekanik suatu logam, yakni dengan percobaan-percobaan yang dilakukan terhadap suatu logam untuk mendapatkan data-data yang dapat menunjukan sifat-sifat mekanik logam tersebut. Pengujian tarik bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat mekanik dan perubahan-perubahannya dari suatu logam terhadap pembebanan tarik. Pengujian ini umumnya diperuntukan bagi pengujian beban-beban statik. Beban tarik tersebut dimulai dari nol dan berhenti pada beban atau tegangan patah tarik (Ultimate Strenght) dari logam yang bersangkutan. Beban uji yang telah dinormalisasikan ukurannya dipasang pada mesin tarik, kemudian diberi beban (gaya tarik) secara perlahan-lahan dari Nol hingga maksimum. Setiap kali dibuat Catatan mengenai perubahan (pertambahan) panjang dan gaya yang diberikan. Hasil catatan tersebut digambarkan dalam sebuah diagram Tegangan-Regangan, yang dirumuskan : Tegangan sama dengan besarnya Beban dibagi dengan Luas penampang. Dan Regangan sama dengan Pertambahan panjang dibagi dengan Panjang mula-mula. Secara umum, Diagram Tegangan-Regangan dikategorikan menjadi 2 jenis :
1. Tegangan sebenarnya (True Stress) Pada Tegangan ini, nilai Luas penampang yang dipakai adalah luas penampang saat itu (aktual), sehingga ketika terjadi Necking (pengecilan penampang), nilai Tegangan tariknya justru tetap naik.2. Tegangan Engineering Pada Tegangan ini, nilai Luas penampang yang dipakai adalah Luas penampang mula-mula. Keterangan gambar :
1. Pada pembebanan daro nol sampai mencapai titik proporsional limit, grafik masih merupakan garis lurus. Pada daerah proporsional limit ini, apabila besarnya pembebanan dibawah rentangan proporsional limit maka benda uji hanya mengalami deformasi plastis. Jadi jika gaya itu ditiadakan maka benda uji akan masih dapat kembali ke panjang mula-mula. Elastic limit merupakan batas antara deformasi elastik dan deformasi plastik. Bila besarnya pembebanan melampau elastik limit ini maka grafik yang terbentuk ini merupakan garis lengkung. Karena antara nol hingga proporsional limit merupakan garis lurus, maka berlaku hubungan Tegangan dibagi dengan Regangan sama dengan Konstant, sama dengan Modulus Elastisitas (Young Modulus).
2. Apabila tegangan sudah mencapai titik Yields Stress maka benda uji sudah mulai nampak adanya pengecilan penampang. Dan ternyata pula pada titik tersebut benda uji mengalami pertambahan panjang dengan sendirinya walaupun besarnya beban tidak ditambah. Yields Stress dapat juga disebut dengan Yeild Point (Batas Lumer). Tetapi pada umumnya banyak logam yang tidak memiliki titik atau batas lumer yang jelas, terutama pada logam-logam yang rapuh. Pada diagram Tegangan-Regangan dari jenis logam tersebut titik lumer ditentukan dari harga tegangan dimana benda uji dari logam tersebut memperoleh perpanjangan (pertambahan panjang) permanen sebesar 0,2% dari panjang mula-mula. Tegangan ini biasanya dimanakan “Tegangan Net 0,2” dan merupakan dasar untuk menentukan Yield Stress.
3. Apabila pembebanan sudah mencapai titik Ultimate Stress (Batas Patah) maka tegangan ini merupakan tegangan tarik maksimum yang mampu ditahan oleh benda uji tersebut. Pada titik tersebut, benda uji sudah menunjukan gejala-gejala patah berupa retakan-retakan. Retakan-retakan yang sudah mulai timbul pada titik Ultimate Stress akan semakin bertambah besar dan akhirnya benda uji akan patah pada titik Fracture Stress.
Sifat Metalurgi Material
Brittle fracture (patah getas):1. Tidak ada reduksi luas penampang patahan.
2. Patahan tampak lebih mengkilap dan bidang patahan relatif tegak lurus terhadap tegangan tarik.
3. Disebabkan oleh pembebanan dinamis dan temperatur kerja yang rendah (contoh : Kasus yang terjadi pada Kapal Titanic).
Ductile fracture (patah ulet):a. Ada reduksi luas penampang patahan.
b. Tempo patah lebih lama.
c. Daerah patahan lebih halus dan berserabut.